Ang pang-internasyonal na diskarte sa pagsasanib ng data ay ang homing mas mahaba ang Peravskit solar cells

May-akda

Ang mga mananaliksik ay nakabuo ng isang bagong paraan upang subukan ang matibay na mga form ng pereskite na maaaring magamit para sa mga solar cell. Ang isang awtomatikong sistema ng pagsubok sa pagkasira na may mataas na throughput ay sinusubaybayan ang pagkasira ng materyal sa pamamagitan ng mga pagbabago ng kulay nito habang dumidilim. May-akda: Janak Tapa at Dr. Armi Tijhonen

Ang isang bagong diskarte sa kahulugan ng mga kapaki-pakinabang na formulate ay maaaring makatulong na malutas ang problema ng pagkasira ng mga promising bagong light photovoltaics.

Ang mga materyal na tinatawag na pereskites ay malawak na tinutukoy bilang isang malamang na kapalit ng silikon bilang materyal na pinili para sa mga solar panel, ngunit ang kanilang pinakamalaking sagabal ay ang kanilang kaugaliang patungo sa medyo mabilis na pagkasira. Sa mga nagdaang taon, ang kapaki-pakinabang na buhay ng perevskite na nakabatay sa cell ay unti-unting napabuti mula sa ilang minuto hanggang isang buwan, ngunit malayo pa rin ito sa likod ng mga dekada na inaasahan ng silicon, isang materyal na kasalukuyang ginagamit para sa halos lahat ng mga komersyal na solar panel.

Ngayon isang internasyonal na pangkat ng interdisiplinaryong pinamunuan ng З nagmula ng isang bagong diskarte sa pagitid ng paghahanap para sa pinakamahusay na mga kandidato para sa mahabang form ng pereskit na may maraming mga potensyal na pagsasama. Na, ang kanilang system ay nag-reset ng isang warehouse, na sa lab ay napabuti sa mga umiiral nang mga bersyon nang higit sa sampung beses. Kahit na sa mga totoong kundisyon sa buong antas ng solar, bukod sa isang maliit na bilang ng mga sample sa lab, ang ganitong labis na dosis ay nagtrabaho ng tatlong beses na mas mahusay kaysa sa pinaka-modernong pormulasyon.

Lumilitaw ang mga resulta sa journal Tama, sa isang artikulo ng MIT postdoc Shijing Sun, mga miyembro ng guro ng MIT, Moungi Bawendi, John Fisher at Tonio Buonassisi, na pangunahing punoan din na tagapag-imbestiga ng Singapore Research and Technology Alliance MIT (SMART) at 16 pang iba mula sa MIT, Alemanya, Singapore , Colorado at New -York.

Ang Perovskites ay isang malawak na klase ng mga materyales na nailalarawan sa pamamagitan ng paraan ng pag-aayos ng mga atomo sa kanilang layered kristal lattice. Ang mga layer na ito, na kondisyon na inilarawan bilang A, B at X, ay maaaring binubuo ng maraming iba’t ibang mga atom o compound. Sa gayon, ang paghahanap sa buong uniberso para sa mga naturang kumbinasyon upang makahanap ng pinakamahusay na mga kandidato upang makamit ang ilang mga layunin – tibay, kahusayan, kakayahang gumawa at pagkakaroon ng mga hilaw na materyales – ay isang mabagal at maingat na proseso, at karamihan sa isa ay walang kard para sa pamumuno.

“Isinasaalang-alang kahit na ang tatlong mga elemento na pinaka-karaniwan sa mga perevskite na ang mga tao ay nag-iniksyon at naglalabas ay nasa lugar ng pereuskite na istraktura ng kristal,” at ang bawat isa ay madaling magbago ng isang 1 porsyento na pagtaas sa kanilang kamag-anak na komposisyon, sabi ni Buanassi. “Ang bilang ng mga hakbang ay nagiging walang katuturan lamang. Lumalaki nang napakalaki, ”kaya’t hindi maipapayo na maghanap ng sistematiko. Ang bawat yugto ay nagsasangkot ng isang kumplikadong proseso ng pagbubuo upang lumikha ng isang bagong materyal at pagkatapos ay subukan ang pagkasira nito, na kahit sa ilalim ng pinabilis na pagtanda ay isang proseso ng pag-ubos ng oras.

Ang susi sa tagumpay ng pangkat ay ang inilalarawan nila bilang isang diskarte sa pagsasama-sama ng data. Ang paulit-ulit na pamamaraang ito ay gumagamit ng isang awtomatikong sistema upang gabayan ang paggawa at pagsubok ng iba’t ibang mga formulasyon, pagkatapos ay gumagamit ng pag-aaral ng makina upang maipasa ang mga resulta ng mga pagsubok na ito na sinamahan ng pisikal na pagmomodelo ng mga unang prinsipyo upang gabayan ang susunod na yugto ng mga eksperimento. Patuloy na inuulit ng system ang prosesong ito, sa bawat oras na pagpino ng mga resulta.

Gusto ng Buanassi na ihambing ang malawak na saklaw ng mga posibleng komposisyon sa karagatan, at sinabi niya na ang karamihan sa mga mananaliksik ay nanatiling malapit sa dalampasigan ng mga kilalang pormulasyong nakamit ang mataas na kahusayan, tulad ng halos hindi gumagana sa mga pagsasaayos ng atomic na ito. Gayunpaman, “paminsan-minsan ang isang tao ay nagkakamali o mayroong isang napakatalino na suntok at lumalakad palayo dito at nakakakuha sa ibang lugar sa puwang ng komposisyon, at hey, mas mahusay itong gumana! Isang masayang piraso ng pagkakataon at pagkatapos lahat ay lumilipat doon ”sa kanilang pagsasaliksik. “Ngunit kadalasan hindi ito isang nakaayos na proseso ng pag-iisip.”

Ang bagong pamamaraang ito, aniya, ay nagbibigay ng isang pagkakataon upang galugarin ang mga malalayong lugar sa pampang sa paghahanap ng mas mahusay na mga Holdings sa isang mas sistematiko at mahusay na paraan. Sa kanilang gawain sa ngayon, sa pamamagitan ng synthesizing at pagsubok ng mas mababa sa 2 porsyento ng mga posibleng kumbinasyon sa pagitan ng tatlong mga bahagi, na-reset ng mga mananaliksik kung ano ang pinaka matibay na komposisyon ng pre-skit solar cell material na natagpuan hanggang ngayon.

“Ito ay talagang isang kuwento tungkol sa pagsasama-sama ng lahat ng iba’t ibang mga toolkit na ginamit upang makahanap ng isang bagong resipe,” sabi ni Sun, na nagsama ng isang internasyonal na koponan na nagsagawa ng trabaho, kasama ang pagbuo ng isang mahusay na pagganap na awtomatikong degradation test system na sinusubaybayan ang pagkasira ng materyal sa pamamagitan nito ng mga pagbabago sa kulay sa panahon ng pagdidilim. Upang kumpirmahin ang mga resulta, lumampas ang koponan sa paglikha ng isang maliit na maliit na maliit na tilad sa lab at isinama ang materyal sa isang gumaganang solar cell.

“Ang isa pang punto ng gawaing ito ay talagang nagpapakita kami, nagsisimula sa pagpili ng kemikal at nagtatapos sa katotohanan na makagawa kami ng isang solar panel,” sabi niya. “At sinasabi sa amin na ang kemikal na iminungkahi ng pag-aaral ng makina ay hindi lamang matatag sa sarili nitong anyo. Maaari din silang mai-convert sa totoong mga solar panel at dagdagan ang pagiging maaasahan. ”Ang ilan sa kanilang mga demonstrasyon sa lab ay nakamit ang tibay na 17 beses na mas mahaba kaysa sa orihinal na pormula na sinimulan nila, ngunit kahit na ang buong silid na demonstrasyon, na kasama ang mga kinakailangang pagkakaugnay, ay lumampas sa mga mayroon nang materyales higit sa tatlong beses, sabi niya.

Sinabi ni Buanassi na ang pamamaraang binuo ng pangkat ay maaaring mailapat sa iba pang mga lugar ng pagsasaliksik ng mga materyal na nagsasama ng pantay na malalaking pagpipilian sa komposisyon. “Binubuksan talaga nito ang pintuan sa isang mode ng pananaliksik kung saan maaari kang magkaroon ng mga maikling, mabilis na mga loop ng pagbabago, marahil sa antas ng sub-bahagi o materyal. At pagkatapos, sa sandaling na-reset mo ang nais na komposisyon, makaka-engkwentro mo ito sa isang mas mahabang ikot, na nagsasangkot sa paggawa ng mga aparato, at maranasan ito ”sa susunod na antas.

“Ito ay isa sa pinakamalalaking pangako sa lugar na ito na nagagawa ang ganoong uri ng trabaho,” sabi niya. “Ang nakikita na totoong nangyari ito ay isa sa mga iyon [highly memorable] sandali Naaalala ko ang eksaktong lugar na naroon ako nang tumawag ako mula sa Shijing tungkol sa mga resulta – nang sinimulan mong makita talaga ang mga ideyang ito na nabuhay. Ito ay talagang pambihira. “

“Alin ang nakaka-excite lalo [this] ang advance ay ang mga may-akda na gumagamit ng pisika upang gabayan ang intuwisyon [optimization] proseso, sa halip na limitahan ang puwang sa paghahanap sa mahigpit na mga hadlang, “sabi ng propesor sa Unibersidad na si Edward Sargent ng University of Toronto, isang dalubhasa sa nanotechnology na hindi kasangkot sa pag-aaral. “Ang pamamaraang ito ay malawakang gagamitin habang ang pag-aaral ng makina ay patuloy na lumilipat patungo sa paglutas ng tunay na mga problema sa materyal na agham.”

Sanggunian: “Diskarte sa pagsasama-sama ng data upang ma-optimize ang komposisyon ng katatagan ng halide peregrines” Shijin Sun, Armi Tijahonen, Felipe Ovieda, Zhe Liu, Yanak Tapa, Yicheng Zhao, Nur Titan P. Harton, Anuj Goyal, Thomas Hemüller, Ale Clio Boleyn Jason J. Yu, Ruipeng Lee, Zakun Ren, I. Marius Peters, Christoph J. Brabeck, Mungi G. Bavendi, Vladan Stevanovich, John Fisher IIIS at Tania Buonasisi, Pebrero 1, 2021, Tama.
DOI: 10.1016 / j.matt.2021.01.008

Kasama sa pangkat ang mga mananaliksik mula sa Massachusetts Institute of Technology, Helmholtz Institute sa Alemanya, ang Colorado Mining School, ang Brookhaven National Laboratory sa New York, ang Singapore-Massachusetts Institute of Technology, ang German Institute of Technology at ang Institute of Electrical Engineering at ang institusyon. Sinuportahan ang trabaho DARPA, Kabuuang SA, programa ng National Science Foundation at Skoltech NGP.

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Bagong Milky Way Exterior Destroyers Bagong Sky Map ay Inilabas – Madilim na Mahalagang Mga Konsepto ay Maaaring Magbigay ng Bagong Eksperimento

Ang mga astronomo ay naglabas ng isang bagong celestial map ng Milky Way galaxy na pinakamalapit sa aming kalawakan. Kredito: NASA / JPL-Caltech...

Susunod na Generation Stable Pop-Up na Istraktura na inspirasyon ni Origami

Ni Harvard John A. Paulson School of Engineering at Applied Science Abril 22, 2021 Ang hindi masusunog na kanlungan na ito ay hindi natatakpan ng makapal...

Pinalitan ng DNA ang Y Chromosome na Nag-aambag ng Maikling Buhay na Buhay sa Mga Lipad ng Lalaki

Pagpapayaman ng Heterochromatin sa lahat ng mga chromosome. Immunofluorescence stain ng H3K9me3 sa male mitotic chromosome. Bar scale ay 50μm. Kredito:...

Pinapayagan ng mga polimer na kumakain ng polimer ang “biodegradable” na mga plastik na tunay na masusunog

Ang ginagamot na plastik (kaliwa) ay naghiwalay pagkatapos ng tatlong araw lamang sa karaniwang pag-aabono (kanan) at ganap na makalipas ang dalawang linggo. ...

Ang mga mananaliksik ng Yale ay lumilikha ng isang pandaigdigang mapa ng hindi natuklasang buhay

Kredito: Yale University Wala pang isang dekada matapos mailathala ang "Mapa ng Buhay", isang pandaigdigang database ng mga kilalang species sa buong mundo, ang mga...

Newsletter

Subscribe to stay updated.